Definition von Widerstand in der Physik

Kurze und vereinfachte Definition von Widerstand, Spannung, Stromstärke

• Der Widerstand ist eine materialabhängige Eigenschaft, die das Vermögen beschreibt, Ladungsträger zu bremsen. Es wird das Formelzeichen R und die Einheit Ohm Ω (benannt nach dem deutschen Wissenschaftler Georg Simon Ohm) benutzt.
• Mit Spannung wird die Kraft auf Ladungsträger beschrieben, es wird das Formelzeichen U und die Einheit Volt V verwendet.
• Mit der Stromstärke wird die Anzahl bewegter Ladungsträger in einer bestimmten Zeiteinheit beschrieben. Dazu wird das Formelzeichen I und die Einheit Ampere A benutzt.

Elektrischer Widerstand von Materialien

• Es gibt leitende und nichtleitende Materialien, daher Materialien mit niedrigem und hohem Widerstand.
• Durch leitende Materialien, daher Materialien mit niedrigem Widerstand, kann elektrische Energie einfacher transportiert werden, nichtleitende Materialien, daher Materialien mit hohem Widerstand, bremsen Ladungsträger.
• Zu den leitenden Werkstoffen gehören Metalle und Kohlenstoff. So werden Werkstoffe mit niedrigem Widerstand wie Kupfer, Zinn, Silber und Gold gerne in der Elektrotechnik verwendet.
• Keramik, Glas, Kunststoff und Papier gehören zu den nicht leitenden Materialien und werden in der Elektrotechnik als Isolatoren verwendet, da sie keine elektrische Ladung transportieren und somit bremsen.
• Neben dem Material wird der Widerstand auch von den geometrischen Abmessungen bestimmt. Ein längerer oder dickerer Draht hat einen höheren Widerstand als ein kürzerer oder dünnerer Draht.

Zusammenhänge Widerstand, Spannung und Stromstärke

• Wird an einem Material, z.B. einem Draht, eine Spannung angelegt, kann eine Stromstärke in dem Material gemessen werden, die durch den Widerstand des Drahts bestimmt wird.
• Wird die Spannung erhöht, erhöt sich auch die Stromstärke. Der Widerstand bleibt konstant. Daher gilt, dass Spannung und Stromstärke proportional zueinander sind.
• Wird die Spannung konstant gelassen und der Widerstand verändert, indem z.B. ein dickerer, dünnerer, längerer oder kürzerer Draht oder ein anderes Material eingesetzt wird, verändert sich die Stromstärke. In diesem Fall ist die Stromstärke proportional zum Widerstand.
• Hieraus ergeben sich die Gleichungen R = U / I = cons., I = U / R und U = R x I.